TWI554723B - Led燈具以及光學透鏡 - Google Patents

Description

LED燈具以及光學透鏡

本發明涉及LED照明技術領域，特別涉及一種LED燈具以及一種光學透鏡。

近年來，LED(Light Emitting Diode, 發光二極體)燈具獲得了快速的發展，正逐步進入普通照明領域。與傳統的白熾鎢絲燈泡及螢光燈相比，LED燈具具有體積小、節能、環保、使用壽命長等優勢，因而有綠色照明光源之稱。

請參見圖1，其為相關的一種LED燈具用光學透鏡的結構示意圖。如圖1所示，光學透鏡10包括安裝座11、設置在安裝座11上的圓頂結構13、以及自圓頂結構13沿遠離安裝座11的方向外突出設置的凸出結構15。其中，圓頂結構13具有第一光學曲面131，凸出結構15具有第二光學曲面151，且第二光學曲面151與第一光學曲面131的交界線為一條水平線且位於圓頂結構13的外表面(也即第一光學曲面131)。

請參見圖2，其為圖1所示光學透鏡10的光型模擬結果圖。從圖2中可以看到，所得到的光型的中間有明顯的暗帶，如圖2中的橢圓形虛線框所標示的部分，也即光學透鏡10的局部光均勻性不佳。

因此，針對前述相關技術中的不足，本發明提出一種LED燈具以及一種光學透鏡，以解決光學透鏡的局部光均勻性不佳的問題。

具體地，本發明實施例提供的一種LED燈具，包括：LED光源和覆蓋所述LED光源的光學透鏡。其中，所述光學透鏡包括圓頂結構和凸出結構，所述圓頂結構具有一外表面，所述凸出結構突設於所述圓頂結構的所述外表面且包括相對設置的第一側面和第二側面。所述第一側面具有一第一光學面和一第二光學面，所述第二側面具有一第三光學面，所述第二光學面與所述圓頂結構的所述外表面直接相接且連接在所述圓頂結構的所述外表面和所述第一光學面之間，所述第二光學面和所述第一光學面的交界線不位於所述圓頂結構的所述外表面，所述第三光學面與所述圓頂結構的所述外表面直接相接。

在本發明的一個實施例中，上述第一側面為由所述第一光學面和所述第二光學面構成的一個內凹面。

在本發明的一個實施例中，上述第二光學面和第一光學面的所述交界線為一位於所述圓頂結構的所述外表面的上方的水平線。

在本發明的一個實施例中，上述第一光學面為平面、曲面或者自由曲面組合體。

在本發明的一個實施例中，上述第二光學面為平面且所述第二光學面相對於垂直面的夾角為θ，其中θ的取值範圍為0~60度。

在本發明的一個實施例中，上述光學透鏡還包括安裝座且所述安裝座上設置有多個安裝孔，所述圓頂結構設置在所述安裝座上。

此外，本發明實施例提供的一種光學透鏡，包括圓頂結構和凸出結構，所述圓頂結構具有一外表面，所述凸出結構突設於所述圓頂結構的所述外表面且包括相對設置的第一側面和第二側面。所述第一側面具有一第一光學面和一第二光學面，所述第二側面具有一第三光學面，所述第二光學面與所述圓頂結構的所述外表面直接相接且連接在所述圓頂結構的所述外表面和所述第一光學面之間，所述第二光學面和所述第一光學面的交界線位於所述圓頂結構的所述外表面的上方，所述第三光學面與所述圓頂結構的所述外表面直接相接。

在本發明的一個實施例中，上述光學透鏡的第一側面為由所述第一光學面和所述第二光學面構成的一個內凹面。

在本發明的一個實施例中，上述光學透鏡的第二光學面和第一光學面的所述交界線為一水平線，且所述第一光學面為平面、曲面或自由曲面組合體。

在本發明的一個實施例中，上述光學透鏡的第二光學面為平面且所述第二光學面相對於垂直面的夾角為θ，其中θ的取值範圍為0~60度。

由上可知，本發明實施例通過在光學透鏡的第一光學面和圓頂結構的外表面之間引入第二光學面作為過渡面，其可以有效改善光學透鏡的局部光均勻性。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

請參見圖3，本發明實施例提供的一種光學透鏡30，其包括：安裝座31、圓頂結構33和凸出結構35。安裝座31上設置有多個安裝孔310。圓頂結構33設置在安裝座31上且具有一外表面331，在此圓頂結構33和安裝座31為一體結構。凸出結構35向外突設於圓頂結構33的外表面331且包括第一側面和第二側面。其中，第一側面由第一光學面351和第二光學面353構成以形成一個內凹面；第二光學面353與圓頂結構33的外表面331直接相接且連接在圓頂結構33的外表面331和第一光學面351之間，而第一光學面351的一側連接第二光學面353形成交界線352且另一側連接凸出結構35的頂面(圖3中未標示)；第一光學面351和第二光學面353的交界線352為一水平線且位於圓頂結構33的外表面331的上方，也即交界線352與圓頂結構33的外表面331存在一非零距離或者說交界線352不位於圓頂結構33的外表面331。如圖3所示，第一光學面351和第二光學面353為平面，但本發明並不以此為限，例如第一光學面351也可以是曲面或者是自由曲面組合體。第二側面作為第三光學面355，且第三光學面355與圓頂結構33的外表面331直接相接；此外，第三光學面355可以是平面，但本發明並不以此為限。

請一併參見圖4和圖3，第二光學面353相對於垂直面的夾角為θ，其中θ的取值範圍為0~60度；例如夾角θ為35度。此外，從圖4可以看出，當LED光源40與光學透鏡30組合以用於形成LED燈具時，LED光源40安裝在光學透鏡30的內側容置空間內且安裝座31的下表面311作為光源安裝面。典型地，LED光源40包括COB(chip on board，板上晶片)基板和固定在COB基板上的一個或多個LED晶片；再者，為了便於LED燈具的散熱，則通常會將COB基板與散熱器熱性接觸，例如COB基板直接與散熱器接觸或者通過導熱膠與散熱器熱性連接，然後再利用固持件(例如螺絲)穿過安裝座31上的安裝孔310將光學透鏡30與散熱器機械連接。

請參見圖5，其為圖3所示光學透鏡30的光型模擬結果圖。從圖5中可以發現，所得到的光型的中間暗帶已經變得不明顯了，如圖5中的橢圓形虛線框所標示的部分，也即光學透鏡30的出光均勻性得到改善。

請參見圖6，其為圖1所示光學透鏡10和圖3所示光學透鏡30的光通量比較圖。在圖6中，細線條為圖1所示光學透鏡10的光通量曲線，粗線條為圖3所示光學透鏡30的光通量曲線，比較兩條光通量曲線可以發現：圖3所示光學透鏡30的對應光型暗帶處的光通量明顯增加了，從而使得暗帶變得不明顯。另外，從圖6中還可以發現，豎直軸右側的整體光通量明顯比左側的光通量小，也即凸出結構35的設置使得光學透鏡30成為不對稱發光光學透鏡。

綜上所述，本發明上述實施例通過在光學透鏡30的第一光學面351和圓頂結構33的外表面之間引入第二光學面353作為過渡面，其可以有效改善光學透鏡30的局部區域光均勻性。此外，可以理解的是，本發明上述實施例的光學透鏡30並不限於與LED光源配合組裝成LED燈具，其也可以與其他光源配合。另外，安裝座31的設置為可選項，其主要是為了增加光學透鏡30的安裝便利性。

至此，本文中應用了具體個例對本發明的LED燈具以及光學透鏡的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制，本發明的保護範圍應以所附的專利申請範圍為准。

10、30‧‧‧光學透鏡
11、31‧‧‧安裝座
310‧‧‧安裝孔
311‧‧‧安裝座的下表面
13、33‧‧‧圓頂結構
331‧‧‧圓頂結構的外表面
131‧‧‧第一光學曲面
15、35‧‧‧凸出結構
351‧‧‧第一光學面
151‧‧‧第二光學曲面
353‧‧‧第二光學面
352‧‧‧第一光學面和第二光學面的交界線
355‧‧‧第三光學面
40‧‧‧LED光源
θ‧‧‧第二光學面相對於垂直面的夾角

圖1為相關的一種LED燈具用光學透鏡的結構示意圖。 圖2為圖1所示光學透鏡的光型模擬結果圖。 圖3為本發明實施例的一種光學透鏡的結構示意圖。 圖4示意出圖3所示光學透鏡沿Y軸方向的一剖面圖，並且所述光學透鏡和LED光源組合以用於組裝成LED燈具。 圖5為圖3所示光學透鏡的光型模擬結果圖。 圖6為圖1所示光學透鏡和圖3所示光學透鏡的光通量比較圖。

30‧‧‧光學透鏡

31‧‧‧安裝座

310‧‧‧安裝孔

33‧‧‧圓頂結構

331‧‧‧圓頂結構的外表面

35‧‧‧凸出結構

351‧‧‧第一光學面

353‧‧‧第二光學面

352‧‧‧第一光學面和第二光學面的交界線

355‧‧‧第三光學面

Claims (10)

1. 一種LED燈具，包括LED光源(40)和覆蓋所述LED光源(40)的光學透鏡(30)，所述光學透鏡(30)為不對稱出光光學透鏡且包括安裝座(31)、圓頂結構(33)和凸出結構(35)，所述圓頂結構(33)設置在所述安裝座(31)上且與所述安裝座(31)為一體結構，所述圓頂結構(33)具有一外表面(331)，所述凸出結構(35)沿遠離所述安裝座(31)的方向突設於所述圓頂結構(33)的所述外表面(331)以使得所述凸起結構(35)與所述圓頂結構(33)的交界面位於所述圓頂結構(33)的遠離所述所述安裝座(31)的一側；其中，所述凸出結構(35)包括相對設置的第一側面和第二側面，所述第一側面具有一第一光學面(351)和一第二光學面(353)，所述第二側面具有一第三光學面(355)，所述第二光學面(353)與所述外表面(331)直接相接且連接在所述圓頂結構(33)的所述外表面(331)和所述第一光學面(351)之間作為過渡面，所述第二光學面(353)和所述第一光學面(351)的交界線(352)不位於所述圓頂結構(33)的所述外表面(331)，所述第三光學面(355)與所述圓頂結構(33)的所述外表面(331)直接相接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具，其中所述第一側面為由所述第一光學面(351)和所述第二光學面(353)構成的一個內凹面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之LED燈具，其中所述第二光學面(353)和所述第一光學面(351)的所述交界線(352)為一位於所述外表面(331)上方的水準線。
4. 如申請專利範圍第2項所述之LED燈具，其中所述第一光學面(351)為平面、曲面或者自由曲面組合體。
5. 如申請專利範圍第2項所述之LED燈具，其中所述第二光學面(353)為平面且所述第二光學面(353)相對於垂直面的夾角為θ，其中θ的取值範圍為0~60度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈具，其中所述安裝座(31)上設置有多個安裝孔(310)。
7. 一種光學透鏡(30)，包括安裝座(31)、圓頂結構(33)和凸出結構(35)，所述圓頂結構(33)設置在所述安裝座(31)上且與所述安裝座(31)為一體結構，所述圓頂結構(33)具有一外表面(331)，所述凸出結構(35)沿遠離所述安裝座(31)的方向突設於所述圓頂結構(33)的所述外表面(331)以使得所述凸起結構(35)與所述圓頂結構(33)的交界面位於所述圓頂結構(33)的遠離所述所述安裝座(31)的一側；其中，所述凸出結構(35)包括相對設置的第一側面和第二側面，所述第一側面具有一第一光學面(351)和一第二光學面(353)，所述第二側面具有一第三光學面(355)，所述第二光學面(353)與所述外表面(331)直接相接且連接在所述圓頂結構(33)的所述外表面(331)和所述第一光學面(351)之間作為過渡面，所述第二光學面(353)和所述第一光學面(351)的交界線(352)位於所述圓頂結構(33)的所述外表面(331)的上方，所述第三光學面(355)與所述圓頂結構(33)的所述外表面(331)直接相接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光學透鏡，其中所述第一側面為由所述第一光學面(351)和所述第二光學面(353)構成的一個內凹面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中所述第二光學面(353)和所述第一光學面(351)的所述交界線(352)為一水平線，且所述第一光學面(351)為平面、曲面或者自由曲面組合體。
10. 如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中所述第二光學面(353)為平面且所述第二光學面(353)相對於垂直面的夾角為θ，其中θ的取值範圍為0~60度。